3. Расчет колонны

Рассчитывается центрально сжатая колонна среднего ряда. Сечение колонны может быть сплошным или сквозным в соответствии с заданием. Сечение сквозной колонны компонуется из прокатных двутавров, соединенных безраскосной решеткой на планках.

3.1. Расчет стержня колонны сплошного сечения

Подсчитываем расчетную сжимающую силу:

Геометрическая длина колонны:

L = 11 + 0,6 - 2,1-0,02 = 9,48 м

Зададимся гибкостью колонны: λ = 60, φ = 0,80775

Требуемая площадь сечения ветви:

; 2*76,23=152,46см2

Принимаем ветви из двух двутавров 45Б1: А = 76,23 см²; I_x = 24940 см⁴; I_у = 1073,7 см⁴ ; i_x = 18,09 см; i_у = 3,75 см;

Рис. 3.1.1. Сечение сквозной колонны

Гибкость колонны:

получаем

Проверка устойчивости колонны относительно материальной оси:

- условие выполнилось.

где - гибкость ветви на участке между планками относительно оси параллельной свободной, предварительно принимаем 40.

Расстояние между осями ветви:

где =0,52

Толщину планки принимаем равной 12 мм.

Размеры соединительных планок:

- ширина планки:

b_пл =

- длина планки:

48 см

Момент инерции составного сечения относительно свободной оси:

Радиус инерции составного сечения:

Гибкости:

значит

Проверка устойчивости колонны относительно свободной оси:

Устойчивость колонны обеспечена.

3.2. Расчет планок

Условная поперечная сила:

;

Изгибающий момент в прикреплении планки:

Поперечная сила в прикреплении планки:

кН

Равнодействующее напряжение:

Нормальные напряжения от изгиба шва:

кН/см²

Касательные напряжения от среза шва:

кН/см²

кН/см² < кН/см² – прочность сварных швов обеспечена.

Соединительные планки и диафрагма

3.3. Расчет оголовка колонны

Ширина опорного ребра оголовка:

см

Требуемая площадь опорных ребер:

,

Длина опорного ребра оголовка:

Определим высоту катета швов прикрепления ребер к траверсе и траверсы к стенке:

=0,8

см

Траверса оголовка сквозной колонны и опорный узел разрезной балки

Высота траверсы:

см

Толщина траверсы:

см

Cнизу траверсу укрепляем ребром жесткости, ширину которого принимают равной 2b_s+t_mp=2*12+1,56=25,56, см , а толщину не менее 0,83 см

3.4. Расчет базы колонны

Базу колонны проектируем с траверсами для жесткого закрепления колонны в плоскости поперечной рамы и шарнирного - в другой плоскости.

Требуемая площадь опорной плиты базы определяется по формуле:

где ; ;

,

А = В ∙ L

А = 70*71 =5180 см²

Рис. 3.4.1. База колонны

кН/см²

Изгибающий момент на консольном участке:

кН∙см

Изгибающий момент на участке, опертом по трем сторонам: (а/b < 0,5):

кН∙см

где a - длина короткой стороны отсека,

Изгибающий момент на участке, опертом по четырем сторонам: (a/b  0.5)

кН∙см

Толщина опорной плиты:

см, принимаем 36 мм.

Высота траверсы:

кН/см

см

Проверяем нормальные напряжения в пролете:

кН∙см

см³

Проверяем прочность траверсы:

– по нормальным напряжениям от максимального момента

– по касательным напряжениям

– по приведенным напряжениям

Условие выполняется.